一种模块化可拓展的教育机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化可拓展的教育机器人，属于机器人技术领域。包括运动底盘、导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及给予上述各模块提供编程的主控制器，主控制器与所述运动底盘、导航模块、语音模块、视觉模块以及机械手模块均电性连接，还包括多个模块化平台、立柱以及U形平台，多个所述模块化平台分别设在运动底盘与U形平台之间，相邻两个模块化平台之间通过多根立柱连接。通过在运动底盘与U形平台之间设置多层模块化平台，每层模块化平台均可安装不同功能模块的机器人组件，且每个模块化平台都可以拓展增加新功能模块，方便机器人各组件的安装与维护。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化可拓展的教育机器人
本专利技术涉及一种模块化可拓展的教育机器人，属于机器人

技术介绍
随着人工智能技术的不断发展，机器人市场也进入了快速发展阶段。根据国际机器人联合会(IFR)的统计，2017年，全球机器人市场规模达到232亿美元，2012-2017年的平均增长率接近17％。其中，工业机器人147亿美元，服务机器人29亿美元。预计2018至2020年将至少年均增长15％。中国电子学会表示，中国机器人市场规模为62.8亿美元，同比增长24％，其中工业机器人市场规模约为42.2亿美元，服务机器人市场规模约为13.2亿美元。随着机器人不断进入人们生活，对机器人的学习与实际运用成为了目前亟待解决的一大问题。机器人教育目前越来越被政府和社会各界所重视。教育机器人的结构框架根据实际教育需求应该能够承载不同的功能模块组件，并且不断吸收与拓展新的功能模块，这样才能满足现有教育的多样化与创新化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种模块化可拓展的教育机器人，该机器人具有多层模块化平台，每层模块化平台均可安装不同功能模块的机器人组件，且每个模块化平台都可以拓展增加新功能模块，方便机器人各组件的安装与维护。本专利技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种模块化可拓展的教育机器人，包括运动底盘、导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及给予上述各模块提供编程的主控制器，主控制器与所述运动底盘、导航模块、语音模块、视觉模块以及机械手模块均电性连接，还包括多个模块化平台、立柱以及U形平台，多个所述模块化平台分别设在运动底盘与U形平台之间，相邻两个模块化平台之间通过多根立柱连接；所述导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及主控单元分别安装在U形平台以及多个模块化平台上。优选的，所述运动底盘与U形平台之间由下往上依次设有第一模块化平台、第二模块化平台以及第三模块化平台。优选的，所述视觉模块包括显示屏以及3D立体视觉相机一，显示屏、3D立体视觉相机一均安装在U形平台上。优选的，所述运动底盘上设有固定槽，固定槽内安装有用于连接多个传感器的接口控制板。优选的，所述主控制器安装在第一模块化平台上。优选的，所述导航模块包括3D立体视觉相机二，3D立体视觉相机二安装在第二模块化平台上。优选的，所述语音模块包括麦克风以及音箱，麦克风安装在U形平台上，音箱安装在第二模块化平台上。优选的，所述第三模块化平台上设有多排安装孔，所述机械手模块包括具有五自由度的机械臂，机械臂通过立柱与安装孔螺接固定在第三模块化平台板上。本专利技术的有益效果是：(1)通过在运动底盘与U形平台之间设置多层模块化平台，每层模块化平台均可安装不同功能模块的机器人组件，且每个模块化平台都可以拓展增加新功能模块，方便机器人各组件的安装与维护；(2)通过将显示屏、3D立体视觉相机一均安装在顶层的U形平台上，方便视觉模块的显示屏对使用人员显示信息，方便人机交互；(3)第三模块化平台上开设有多排安装孔，机械臂通过立柱与安装孔螺接固定在第三模块化平台板上，方便机械臂更换安装位置或者增加新的机械臂。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的立体拆分结构示意图；图3为本专利技术的侧视图；图4为本专利技术的主视图。图中：1、运动底盘；11、固定槽；12、接口控制板；21、第一模块化平台；22、第二模块化平台；23、第三模块化平台；3、立柱；4、U形平台；51、显示屏；52、3D立体视觉相机一；6、主控制器；71、3D立体视觉相机二；81、麦克风；82、音箱；91、机械臂；92、安装孔。具体实施方式为了对本专利技术的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。如图1-图4所示，一种模块化可拓展的教育机器人，包括运动底盘1、导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及给予上述各模块提供编程的主控制器6，主控制器6与所述运动底盘1、导航模块、语音模块、视觉模块以及机械手模块均电性连接，还包括多个模块化平台、立柱3以及U形平台4，多个所述模块化平台分别设在运动底盘1与U形平台4之间，相邻两个模块化平台之间通过多根立柱3连接；导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及主控单元分别安装在U形平台4以及多个模块化平台上。作为优选实例，如图1-图4所示，运动底盘1与U形平台4之间由下往上依次设有第一模块化平台21、第二模块化平台22以及第三模块化平台23；通过在运动底盘1与U形平台4之间设置多层模块化平台，每层模块化平台均可安装不同功能模块的机器人组件，且每个模块化平台都可以拓展增加新功能模块，方便机器人各组件的安装与维护；作为优选实例，如图1-图4所示，视觉模块包括显示屏51以及3D立体视觉相机一52，显示屏51、3D立体视觉相机一52均安装在U形平台4上；视觉模块的图像处理需要实现对目标的实时分类和识别，要求图像传感器具有较好的动态性能和较高的图像质量。同时，为了配合机械臂91实现三维空间下的物体抓取、操作等交互功能，也需要立体视觉成像能力。综合两方面需求考虑，机器人的视觉模块使用了3D立体视觉相机一52。在做图像处理任务的时候，使用彩色图像采集功能，可以完成人脸识别、颜色识别、目标跟踪等任务；在做机械臂91三维空间观测时，能够利用深度信息对机械臂91在机器人体坐标系下的相对位置进行观测和测量，从而完成指引机械臂91抓取物体等功能。作为优选实例，如图2所示，运动底盘1上设有固定槽11，固定槽11内安装有用于连接多个传感器的接口控制板12；本专利技术机器人的运动底盘1自带的接口控制板12有多个内置传感器，包括红外传感器、碰撞传感器、跌落传感器、悬崖传感器、陀螺仪等。运动底盘1由2个带码盘的直流电机驱动，能够使机器人灵活运动。作为优选实例，如图1-图4所示，主控制器6安装在第一模块化平台21上。作为优选实例，如图3-图4所示，导航模块包括3D立体视觉相机二71，3D立体视觉相机二71安装在第二模块化平台22上，利用机器人顶部安装的3D立体视觉摄像机二，机器人还可以实现在已知甚至未知环境中的跟随和自主导引任务。通过与底层运动底盘1的整合，本专利技术实现了机器人在未知环境中跟随操作者的实时地图更新，这项功能对于家庭服务机器人在家居环境中与人的安全、有效互动具有非常重要的意义。作为优选实例，如图1-图4所示，语音模块包括麦克风81以及音箱82，麦克风81安装在U形平台4上，音箱82安装在第二模块化平台22上；语音模块由声音采集与输出两部分组成，为了实现接近自然语言交互的效果，该模块选择了具有单指向心型声音采集范围的专用麦克风81，相对于全指向的麦克风81，单指向麦克风81能够有效的滤除来自机器人侧后方的环境噪音，更准确的采集操作者的语音。同时，该麦克风81还具备拾音灵敏度调节和低切滤波功能，能够比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化可拓展的教育机器人，包括运动底盘(1)、导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及给予上述各模块提供编程的主控制器(6)，主控制器(6)与所述运动底盘(1)、导航模块、语音模块、视觉模块以及机械手模块均电性连接，其特征在于：还包括多个模块化平台、立柱(3)以及U形平台(4)，多个所述模块化平台分别设在运动底盘(1)与U形平台(4)之间，相邻两个模块化平台之间通过多根立柱(3)连接；/n所述导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及主控单元分别安装在U形平台(4)以及多个模块化平台上。/n

【技术特征摘要】
1.一种模块化可拓展的教育机器人，包括运动底盘(1)、导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及给予上述各模块提供编程的主控制器(6)，主控制器(6)与所述运动底盘(1)、导航模块、语音模块、视觉模块以及机械手模块均电性连接，其特征在于：还包括多个模块化平台、立柱(3)以及U形平台(4)，多个所述模块化平台分别设在运动底盘(1)与U形平台(4)之间，相邻两个模块化平台之间通过多根立柱(3)连接；
所述导航模块、语音模块、视觉模块、机械手模块以及主控单元分别安装在U形平台(4)以及多个模块化平台上。


2.根据权利要求1所述的一种模块化可拓展的教育机器人，其特征在于：所述运动底盘(1)与U形平台(4)之间由下往上依次设有第一模块化平台(21)、第二模块化平台(22)以及第三模块化平台(23)。


3.根据权利要求1所述的一种模块化可拓展的教育机器人，其特征在于：所述视觉模块包括显示屏(51)以及3D立体视觉相机一(52)，显示屏(51)、3D立体视觉相机一(52)均安装在U形平台(4)上。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘婷，陈图川，刘斐，吴炘翌，
申请(专利权)人：嘉兴市木星机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33